NI Signle-Board RIO嵌入式控制系统将能量消耗减少

Author(s):
Siddharth Verma - Saara Embedded Systems Pvt Ltd
Dhananjaya BM - Saara Embedded Systems Pvt Ltd
Kishore Nambiar - Saara Embedded Systems Pvt Ltd

Industry:
Energy/Power

Products:
Real-Time Module, LabVIEW, Single-Board RIO, FPGA Module

The Challenge:
有效控制和监视能量参数和企业关键基础设施和资产的消耗，特别是有多个设施分布分步在不同地理位置的情况下。

The Solution:
创建坚固灵活的嵌入式功率电源监视与控制系统，用于基于NI单板RIO和NI LabVIEW的设施管理，减少大型设施的能量消耗。

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使用LabVIEW开发的UI让我们的客户能够监视他们设备的多个参数，包括HVAC、内燃机涡轮发电机、自动售货机、咖啡机等等。

Saara Embedded Systems作为一个嵌入式技术的集成服务与解决方案供应商，为全球的客户提供嵌入式设计与产品开发服务。我们提供先进的设计和验证服务、研发支持、解决方案设计、工程、项目管理、专用技术和系统集成解决方案。因为我们是NI联盟合作伙伴，我们能够利用NI提供的支持和我们自己的设计能力，为我们的客户构建效率高成本低的端到端解决方案。

嵌入式功率监视与控制系统

我们的远程设施管理系统（RFMS）精确地监视和控制设备或是基础设施的总能量消耗。它提供了对参数的无限制实时访问，从内燃机发电机、HVAC、指示牌、安全系统、冷藏设备、照明系统、非间断电源、打印机、饮料售货机设置基于单开关活阀门的设备。我们的客户利用嵌入式远程终端单元（RTU）的灵活性能够在他们的基础设施上监视和控制不同的目标，从而将RFMS变成有效的能量消耗与优化的理想系统。

自从印度引进RFMS之后，它将我们的一个客户的能量消耗降低了15％。使用RFMS，因为燃料补充是基于主动需求系统的，所以燃料补充的频率大大降低了，燃料消耗统计变得更为精确，燃料丢失问题也得到了解决。远程控制特性提供了数字指示牌和空调的统一开关控制。随着安装的RTU分支的增加，能量消耗也节省的越多。由于办公室统一政策，在客户服务质量上获得了巨大的提高，我们的客户也在能源节省方面起到了先锋作用。此外，因为RFMS的性能，我们的客户通过节省能源，在六个月内回收了这个方案开发的成本。

为功率监视和控制设计RTU

基于NI单板RIO的硬件解决方案

我们基于NI单板RIO和LabVIEW设计了这个定制的嵌入式控制与监视系统。NI单板RIO是多功能高性能平台，具有开放式体系结构和构建专用定制I/O模块的灵活性，从而可以满足我们应用程序专用I/O和通信的需求。我们正在使用NI sbRIO-9601设备，将板载实时处理器、现场可编程门阵列（FPGA）和数字I/O线路与以太网、RS232端口和用于数据记录的板载存储器整合在一起。RS232端口与能量仪表进行通信，从远程系统得到的数据可以通过多种通信协议送入中央服务器中，这些协议包括TCP/IP或是包括ZigBee、 GPRS和CDMA的安全无线模式。

由于NI单板RIO的灵活性和设计，我们创建了定制中间子卡并将它直接连接到终端数字I/O接头上。子卡包含定制的信号调理，可以满足一系列传感器的I/O要求。这些传感器监视和测量来自不同系统参数的信号，包含照明、空调、自动售货机、内燃机发电机设备和燃料库。RTU 可以处理模拟I/O和数字I/O，从多个传感器和源采集数据。我们还为NI单板RIO设备创建了外壳，子卡可以方便地部署到任何环境中。此外， LabVIEW和NI Single-Board RIO还让我们可以方便地在功率监视和控制嵌入式解决方案中添加高级特性，用于包括基于网页接口的Google地图、无线连接和与多种模拟数字传感器的连接。

基于LabVIEW的软件解决方案

我们的认证LabVIEW开发员成功地创建了完整而简单的GUI，确保了方便的部署，降低了客户工程团队学习的时间。使用LabVIEW的高效工具和LabVIEW的内建UI功能，我们在短时间内设计了我们的系统软件。

我们使用LabVIEW实时模块和LabVIEW FPGA模块对在NI Single-Board RIO中的实时处理器和FPGA进行编程。使用LabVIEW FPGA，我们可以快速地对FPGA进行编程，提供了定制数字信号接口访问子卡。使用LabVIEW和LabVIEW实时模块的网页发布功能，我们添加了可以通过行业标准的ASP.NET，用来在网页上远程查看数据的高级功能（数据包括能量消耗参数和地方特定数据）。这个GUI可以在集成的仪表板中进行查看，并且可以从任何远程位置通过英特网进行控制。

NI解决方案的优点

最初，我们的公司设计团队创建了定制RTU满足功率监视和控制应用需求，但是因为项目的动态特性和可扩展解决方案的需求，我们与NI进行